HỆ THỐNG PCCC NHÀ CAO TẦNG: VÌ SAO CÀNG LÊN CAO, BÀI TOÁN ÁP LỰC VÀ ĐỘ TIN CẬY CÀNG PHỨC TẠP?

Hệ thống PCCC nhà cao tầng phải giải quyết một bài toán khó hơn đáng kể so với công trình thấp tầng: đưa đủ nước lên những vị trí cao và xa nhất nhưng đồng thời không để áp lực tại các tầng thấp vượt khỏi điều kiện thiết kế. Vì vậy, hiệu quả chữa cháy không thể chỉ phụ thuộc vào một máy bơm công suất lớn mà cần sự phối hợp giữa nguồn nước, cụm bơm, mạng đường ống, van, họng chữa cháy, sprinkler và hệ thống điều khiển.

Đây cũng là hạng mục không nên tùy ý thay đổi vật liệu hoặc thông số tại công trường. Mạng chữa cháy chính phải bám theo hồ sơ thiết kế, quy chuẩn – tiêu chuẩn áp dụng và yêu cầu được phê duyệt. Đối với các mạng cấp thoát nước và MEP khác trong cùng công trình, Phú An Khang cung cấp các sản phẩm ống, phụ kiện Nhựa Tiền Phong chính hãng cho từng phạm vi sử dụng phù hợp.

Nhà càng cao, hệ thống chữa cháy càng không thể thiết kế theo kiểu “một bơm – một áp lực”

Hệ thống PCCC nhà cao tầng

Một tòa nhà cao tầng có chênh lệch cao độ lớn giữa phòng bơm và tầng trên cùng.

Để đưa nước lên cao, bơm phải tạo đủ cột áp để thắng:

chênh lệch cao độ + tổn thất trên đường ống + tổn thất qua van, phụ kiện + áp lực cần thiết tại điểm chữa cháy.

Nhưng chính áp lực cần để phục vụ tầng cao lại có thể khiến khu vực tầng thấp chịu áp lớn.

Vì vậy, trong các công trình cao, kỹ sư có thể phải sử dụng giải pháp phân vùng áp lực, thiết bị điều áp hoặc bố trí hệ thống theo từng khu vực phù hợp với hồ sơ thiết kế.

Đây là khác biệt cơ bản giữa PCCC nhà cao tầng và một mạng cấp nước sinh hoạt thông thường.

Quy chuẩn hiện hành đặt nhà cao tầng trong phạm vi kiểm soát an toàn cháy chặt chẽ

Tại Việt Nam, QCVN 06:2022/BXD và Sửa đổi 1:2023 hiện vẫn còn hiệu lực.

Theo quy chuẩn này, phạm vi áp dụng đối với chung cư và nhà ở tập thể bao gồm công trình có chiều cao PCCC không quá 150 m và không quá 3 tầng hầm.

Con số 150 m cho thấy ngay trong hệ thống quy chuẩn, chiều cao công trình đã được xem là một biến số quan trọng khi xác định giải pháp an toàn cháy.

Ngoài QCVN 06, thiết kế thực tế còn phải căn cứ các tiêu chuẩn liên quan đến hệ thống chữa cháy, cấp nước chữa cháy, sprinkler, họng nước, bơm và yêu cầu pháp lý hiện hành của dự án.

Do đó, không nên lấy cấu hình PCCC của một tòa nhà 10 tầng rồi áp dụng cho một công trình 30–40 tầng chỉ bằng cách tăng công suất bơm.

Hãy theo dõi hành trình của nước từ bể chứa đến tầng cháy

Hiểu hệ thống PCCC nhà cao tầng theo hành trình của nước sẽ dễ hơn việc chỉ nhìn danh sách thiết bị.

Bước 1: Nguồn nước phải sẵn sàng

Hệ thống cần có nguồn nước chữa cháy đáp ứng yêu cầu của công trình.

Dung tích và phương án nguồn cấp phải được xác định theo thiết kế, không thể ước lượng chỉ theo diện tích sàn hoặc số tầng.

Bước 2: Cụm bơm tạo lưu lượng và áp lực

Máy bơm chữa cháy đưa nước vào mạng đường ống khi hệ thống cần hoạt động.

Ngoài khả năng tạo áp, cụm bơm còn phải phối hợp với nguồn điện, điều khiển, van và đường hút – đẩy.

Một máy bơm đúng công suất nhưng tuyến hút không phù hợp vẫn có thể làm hệ thống hoạt động kém hơn thiết kế.

Bước 3: Đường ống đứng đưa nước lên cao

Đường ống đứng là “xương sống” của mạng PCCC cao tầng.

Từ đây nước được phân phối đến từng tầng và các nhánh chữa cháy.

Đường kính không nên được xác định đơn giản theo số tầng mà phải dựa trên tính toán thủy lực.

Bước 4: Nước phải còn đủ điều kiện tại điểm bất lợi nhất

Điểm quan trọng không nằm ngay sau máy bơm mà thường nằm ở khu vực:

• cao nhất;
• xa nhất;
• có tổn thất lớn nhất;
• bất lợi nhất về thủy lực.

Nếu điểm này không đạt lưu lượng và áp lực yêu cầu, việc áp kế tại phòng bơm hiển thị “đẹp” chưa đủ chứng minh hệ thống đáp ứng thiết kế.

Standpipe và sprinkler không phải hai mạng có thể thiết kế độc lập hoàn toàn

Nhà cao tầng thường có nhiều thành phần chữa cháy bằng nước như sprinkler tự động và hệ thống họng/ống đứng.

Tùy thiết kế, các mạng có thể có cấu hình cấp nước liên quan với nhau.

NFPA 14 là một trong các tài liệu quốc tế quan trọng về standpipe. Trong tài liệu NFPA 13E cập nhật liên quan đến nhà cao tầng, NFPA nhấn mạnh:

“Fire suppression operations can be limited to the pressure and flow design of the standpipe.”

Hiểu đơn giản: khả năng chữa cháy thực tế bị giới hạn bởi chính lưu lượng và áp lực mà hệ thống ống đứng được thiết kế để cung cấp.

Điều này cho thấy “ống có nước” chưa đủ; hệ thống phải cung cấp đúng điều kiện thủy lực.

Khi nào cần phân vùng áp lực?

Hãy hình dung một tòa nhà rất cao sử dụng duy nhất một vùng cấp nước.

Để đạt áp lực yêu cầu ở tầng cao nhất, bơm phải tạo cột áp lớn. Khi nước xuống các tầng thấp, phần cột nước do chênh cao làm áp lực tại đây tăng.

Nếu vượt phạm vi thiết kế của thiết bị, van hoặc đường ống, hệ thống cần có giải pháp kiểm soát.

Các phương án có thể bao gồm, tùy dự án:

• chia nhiều vùng áp lực;
• bố trí van giảm áp;
• sử dụng bể trung gian;
• bố trí cụm bơm theo vùng;
• sử dụng giải pháp kỹ thuật khác được phê duyệt.

Không có một cấu hình duy nhất phù hợp cho mọi tòa nhà.

Vì sao đường ống chữa cháy không nên tự ý đổi sang ống nhựa?

Trong nhiều mạng MEP, HDPE, PP-R hoặc PVC-U có những ưu điểm rất rõ.

Nhưng mạng đường ống chữa cháy chính là hệ thống an toàn sinh mạng, vì vậy vật liệu phải được xác định theo hồ sơ PCCC và tiêu chuẩn áp dụng.

Không nên tự ý thay vật liệu đã thiết kế bằng ống nhựa chỉ vì:

• nhẹ hơn;
• dễ thi công;
• không gỉ;
• giá thấp hơn;
• đội thi công đã quen sử dụng.

Khả năng chịu áp chỉ là một trong nhiều tiêu chí. Hệ thống còn phải đáp ứng yêu cầu liên quan đến cháy, nhiệt độ, độ tin cậy và điều kiện nghiệm thu.

Do đó, các sản phẩm Nhựa Tiền Phong không nên được gán mặc định vào tuyến PCCC chính nếu hồ sơ thiết kế không quy định.

Một lỗi thiết kế dễ xuất hiện ở nhà cao tầng: thiếu không gian cho MEP

Trục kỹ thuật và trần nhà cao tầng phải chứa rất nhiều hệ thống:

PCCC + cấp nước + thoát nước + HVAC + điện + máng cáp + thông tin.

Nếu phối hợp MEP không tốt, đường chữa cháy có thể gặp tình trạng:

• vướng dầm;
• che khuất van;
• khó tiếp cận thiết bị;
• phải đổi cao độ tại công trường;
• xung đột với ống gió hoặc hệ thống khác.

Điều đáng lo không phải chỉ là thi công chậm. Một thay đổi tùy tiện trên tuyến có thể ảnh hưởng đến tính toán thủy lực ban đầu.

Vì vậy, phối hợp BIM/MEP trước thi công có giá trị đặc biệt với nhà cao tầng.

Van và khả năng cô lập ảnh hưởng trực tiếp đến việc bảo trì

Một tòa nhà vận hành 24/7 không thể thường xuyên dừng toàn bộ mạng chỉ để xử lý một khu vực.

Hệ thống cần được phân chia và bố trí van theo thiết kế để có thể cô lập khu vực cần bảo trì.

Đồng thời, các van quan trọng phải có:

• khả năng tiếp cận;
• nhận diện rõ;
• trạng thái vận hành đúng;
• kiểm tra định kỳ.

Một van bị đóng sai trạng thái có thể khiến một phần mạng không nhận được nước dù bơm vẫn vận hành.

Nghiệm thu không nên chỉ kiểm tra độ kín

Đường ống không rò chưa đồng nghĩa hệ thống đáp ứng PCCC.

Quá trình thử nghiệm cần theo đúng tiêu chuẩn và hồ sơ thiết kế, bao gồm các yêu cầu phù hợp về:

• áp lực;
• lưu lượng;
• vận hành máy bơm;
• trạng thái van;
• sprinkler/họng chữa cháy;
• thiết bị báo và điều khiển liên quan.

NFPA 14, chẳng hạn, đưa ra các yêu cầu thử thủy lực cụ thể đối với hệ thống mới. Điều này phản ánh nguyên tắc chung: mạng chữa cháy phải được kiểm chứng bằng điều kiện thử, không chỉ đánh giá bằng quan sát.

Hệ thống PCCC nhà cao tầng là bài toán tổng hợp của nguồn nước, lưu lượng, cột áp, phân vùng, bơm, đường ống, van và khả năng vận hành trong tình huống khẩn cấp.

Chiều cao công trình khiến áp lực giữa các tầng thay đổi đáng kể, vì vậy không thể giải quyết đơn giản bằng cách sử dụng một máy bơm công suất thật lớn. Thiết kế phải kiểm soát đồng thời điểm cao nhất, tầng thấp, điểm bất lợi về thủy lực và khả năng dự phòng của hệ thống.

Đối với mạng chữa cháy chính, vật liệu phải tuân theo hồ sơ thiết kế và quy chuẩn – tiêu chuẩn áp dụng, không nên tùy ý thay sang ống nhựa tại công trường. Trong khi đó, HDPE, PVC-U, PP-R và PP-R UV vẫn có vai trò rõ ràng tại các mạng cấp thoát nước, nước nóng lạnh và hạ tầng khác trong cùng dự án khi được sử dụng đúng chức năng.

Để được tư vấn lựa chọn các sản phẩm ống và phụ kiện Nhựa Tiền Phong phù hợp cho từng hạng mục cấp thoát nước và MEP của công trình, liên hệ Phú An Khang – Nhà Phân phối chính thức Nhựa Tiền Phong tại Quảng Ngãi.